可控二十四秒倒計(jì)時(shí)報(bào)警及其顯示電路設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)課題：籃球比賽二十四秒倒計(jì)時(shí)及其報(bào)警籃球比賽二十四秒倒計(jì)時(shí)及其報(bào)警一、 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1. 本設(shè)計(jì)只要用于籃球比賽中的24秒倒計(jì)時(shí)及其報(bào)警。2. 在設(shè)計(jì)完成后應(yīng)該實(shí)現(xiàn)這樣的功能：首先，按下“手動(dòng)復(fù)位”彈鍵，使計(jì)數(shù)器回歸24，當(dāng)按下“手動(dòng)開(kāi)始”彈鍵時(shí)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始從24秒倒計(jì)時(shí)，直到計(jì)數(shù)為0時(shí)，報(bào)警器開(kāi)始工作，此時(shí)若按下“手動(dòng)復(fù)位”彈鍵，則報(bào)警器停止工作，計(jì)數(shù)器回歸24秒。若在計(jì)數(shù)中按下“手動(dòng)復(fù)位”彈鍵，則計(jì)數(shù)器回歸24秒，當(dāng)再次按下“手動(dòng)開(kāi)始”彈鍵時(shí)，計(jì)數(shù)器再次工作。3. 總的來(lái)說(shuō)，計(jì)時(shí)器的功能包括：計(jì)數(shù)、復(fù)位、暫停、報(bào)警。二、 方案設(shè)計(jì)與論證計(jì)時(shí)器主要分為四個(gè)模塊：計(jì)數(shù)模塊、顯示模塊、報(bào)警

2、模塊以及1Hz脈沖輸出模塊。設(shè)計(jì)思路：采用74LS192芯片的倒計(jì)數(shù)端實(shí)現(xiàn)二十四數(shù)制的倒計(jì)。先利用一塊NE555芯片搭建多諧振蕩器，使其輸出信號(hào)的頻率為1Hz，這正好可以作為74LS192的輸入時(shí)鐘信號(hào)，則此時(shí)的二十四數(shù)制的計(jì)數(shù)器就變成了二十四秒計(jì)時(shí)器了。顯示模塊采用74LS48芯片，其主要功能為將二進(jìn)制編碼編譯為可以在7段數(shù)碼管上顯示數(shù)字的編碼。報(bào)警模塊是由一個(gè)蜂鳴器和控制端組成。蜂鳴器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)脈沖顯示器基本構(gòu)想框圖三、 單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、元器件的選擇1. 總體框圖及其思路根據(jù)前面提到的設(shè)計(jì)思路可先畫(huà)出總設(shè)計(jì)的基本構(gòu)想框圖，如上所示。由總體框圖可以清楚的看到本設(shè)計(jì)由四個(gè)最基本的模塊組

3、成，分別為：計(jì)數(shù)模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊以及1Hz脈沖輸出模塊。基本原理：計(jì)數(shù)脈沖負(fù)責(zé)產(chǎn)生一個(gè)頻率為1Hz的脈沖信號(hào)，此信號(hào)作為計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)脈沖，因此，計(jì)數(shù)器就成為了最小單位為1秒的計(jì)時(shí)器了；計(jì)數(shù)器采用置數(shù)法連接，每當(dāng)循環(huán)一周即24秒之后置數(shù)端有效，從而實(shí)現(xiàn)24秒的計(jì)時(shí)；當(dāng)計(jì)時(shí)器從24倒計(jì)到0時(shí)，利用此時(shí)的輸出信號(hào)特點(diǎn)可以控制蜂鳴器工作，從而實(shí)現(xiàn)報(bào)警；顯示部分包括對(duì)二進(jìn)制數(shù)的重新編碼和顯示，74LS48用來(lái)對(duì)二進(jìn)制數(shù)重新編碼，而此時(shí)可以用七段數(shù)碼管作為顯示。綜合起來(lái)就可以完成計(jì)時(shí)和報(bào)警等功能。2. 各個(gè)模塊設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)模塊的設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)模塊設(shè)計(jì)原理圖基本原理：首先預(yù)置數(shù)，令置數(shù)狀態(tài)時(shí)輸出為24。PL端為

4、置數(shù)端，當(dāng)PL為0時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出為24。將U1的DN端（計(jì)數(shù)脈沖輸入端）與U2 的TCD端（借位輸出端）相連，此時(shí)U1輸出為十位，U2輸出為個(gè)位。MR為清零端，計(jì)數(shù)時(shí)應(yīng)保持為0狀態(tài)。計(jì)數(shù)脈沖由U2的DN端輸入。1Hz脈沖輸出模塊的設(shè)計(jì)1Hz脈沖輸出電路基本原理：輸出脈沖由NE555芯片對(duì)外部電容C2的充放電產(chǎn)生，C1為耦合電容，作為濾波之用，輸出脈沖的頻率由R1和R2以及C2控制，其周期為T(mén)=0.7(R1+R2)C2+0.7R2C2。輸出脈沖由管腳3輸出。顯示模塊的設(shè)計(jì)顯示模塊設(shè)計(jì)原理圖基本原理：此模塊主要利用了74LS48對(duì)二進(jìn)制數(shù)的重新編碼的功能，例如，當(dāng)輸入端DBCA分別為0101時(shí)，輸

5、出端QAQG分別為1011011，此時(shí)在七段數(shù)碼管上顯示為“5”。35管腳為控制端，實(shí)驗(yàn)中接高電平即可。報(bào)警模塊蜂鳴器由與非門(mén)控制，2管腳接高電平，則1管腳為控制端，當(dāng)1管腳輸入高電平時(shí)，蜂鳴器開(kāi)始工作；當(dāng)1管腳輸入低電平時(shí)，蜂鳴器停止工作。報(bào)警模塊示意圖四、總原理圖及元器件清單1.總原理圖總原理圖基本原理：，電路運(yùn)行時(shí)，若按下“手動(dòng)復(fù)位”鍵，則JK觸發(fā)器的Q端翻轉(zhuǎn)為0，此時(shí)計(jì)數(shù)器的PL端（置數(shù)端為低電平有效）即為0狀態(tài)，計(jì)數(shù)器處于置數(shù)狀態(tài)；，當(dāng)電路處于復(fù)位狀態(tài)時(shí)，按下“手動(dòng)開(kāi)始”鍵，則JK觸發(fā)器A的Q端翻轉(zhuǎn)為1，則計(jì)數(shù)器的PL端為1，此時(shí)計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)脈沖的作用下開(kāi)始工作；，從555芯片的3管輸出的計(jì)數(shù)脈沖，在這根線上接入一個(gè)開(kāi)關(guān)，就可以作為暫停開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，計(jì)數(shù)器就會(huì)暫停工作；，當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出從0躍變到99時(shí)，JK觸發(fā)器B的CLK端，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)從1到0的下降沿，則其Q端翻轉(zhuǎn)為1，此時(shí)的計(jì)數(shù)器MR端（清零端，高電平有效）保持1狀態(tài)，計(jì)數(shù)器保持清零狀態(tài)，直到按下“手動(dòng)復(fù)位”鍵，計(jì)數(shù)器重新回歸24；，同一樣，當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出從0躍變到99時(shí)，JK觸發(fā)器B的CLK端，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)從1到0的下降沿，則其Q端翻轉(zhuǎn)為1，這個(gè)高電平傳遞到報(bào)警模塊的控制端，蜂鳴器便開(kāi)始工作，直到控制端的高電平消失。2. 原件清單元件序號(hào)型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量備注C10.0.1uF1C210uF1R162k1R220k174